特許 7330463 ガス輸送方法及びガス輸送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-14

(45)【発行日】2023-08-22

(54)【発明の名称】ガス輸送方法及びガス輸送システム

(51)【国際特許分類】

   E21B 43/00 20060101AFI20230815BHJP

【ＦＩ】

E21B43/00 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019228303

(22)【出願日】2019-12-18

(65)【公開番号】P2021095774

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】羽上田 裕章

(72)【発明者】

【氏名】和田 良太

(72)【発明者】

【氏名】今野 義浩

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 徹

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０３１０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１５１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０８２９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１６３２３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１０－２０５２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３２７５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７１１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０２２２０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気液混合体から回収されたガスを輸送するガス輸送方法であって、
前記気液混合体から前記ガスを主成分とする流体を分離装置によって分離する第１工程と、
前記分離装置によって分離された前記流体を、輸送管を通して輸送する第２工程と、を備え、
前記第２工程では、前記流体に含まれる液滴の少なくとも一部をガスハイドレートとする管理区間を前記輸送管に設け、前記輸送管のうち、前記管理区間に対して下流側に位置する領域では、前記液滴の表面を前記ガスハイドレートによって覆う、または、前記液滴の全体を前記ガスハイドレートにすることを特徴とするガス輸送方法。

【請求項2】

気液混合体から回収されたガスを輸送するガス輸送システムであって、
前記気液混合体から前記ガスを主成分とする流体を分離する分離装置と、
前記分離装置によって分離された前記流体を輸送する輸送管と、
を備え、
前記輸送管には、前記流体に含まれる液滴の少なくとも一部をガスハイドレートとする管理区間が設けられ、
前記輸送管のうち、前記管理区間に対して下流側に位置する領域では、前記液滴の表面が前記ガスハイドレートによって覆われる、または、前記液滴の全体が前記ガスハイドレートとされることを特徴とするガス輸送システム。

【請求項3】

前記管理区間の温度を前記分離装置の温度に対して相対的に低くする温度調節装置をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のガス輸送システム。

【請求項4】

前記温度調節装置は、前記分離装置を加熱する加熱装置であることを特徴とする請求項３に記載のガス輸送システム。

【請求項5】

前記温度調節装置は、前記管理区間を冷却する冷却装置であることを特徴とする請求項３に記載のガス輸送システム。

【請求項6】

前記管理区間は、内径が前記輸送管の他の部分よりも大きくなっている大径部を備えていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のガス輸送システム。

【請求項7】

前記管理区間には、前記管理区間における流路断面積を狭めて前記管理区間における前記流体の流速を高める流速調整部材が設けられていることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載のガス輸送システム。

【請求項8】

前記管理区間の内面には、撥水層が設けられていることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のガス輸送システム。

【請求項9】

前記管理区間に設けられ、前記管理区間の内面に付着したメタンハイドレートを除去する除去装置をさらに備えることを特徴とする請求項２から８のいずれか１項に記載のガス輸送システム。

【請求項10】

前記輸送管は、本体管と、前記本体管に接続され前記管理区間を形成する管理配管と、を備え、
前記管理配管は前記本体管との連通を切り替え可能に複数設けられ、複数の前記管理配管のうちの１つが前記本体管と連通することで前記輸送管が形成されることを特徴とする請求項２から９のいずれか１項に記載のガス輸送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気液混合体から回収されたガスを輸送するガス輸送方法及びガス輸送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

気液混合体から回収されたガスを輸送管を通して輸送する際に、輸送管内でガスハイドレートが生成して圧力損失が高まると、ガスの輸送に障害が生じる可能性がある。下記特許文献１、２においては、ハイドレートインヒビターを用いてガスハイドレートの生成を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－３３６０８４号公報

【文献】特開２０００－３５６０８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１、２のようにハイドレートインヒビターを用いた場合、ハイドレートインヒビターの添加装置や回収装置の設置に費用が掛かる。より安価な方法で、ガスハイドレートによる圧力損失の増加を防止し、ガスを安定的に輸送することが求められる。

【0005】

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、ガスハイドレートによる圧力損失の増加を防止し、ガスを安定的に輸送することが可能なガス輸送方法及びガス輸送システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るガス輸送方法は、気液混合体から回収されたガスを輸送するガス輸送方法であって、前記気液混合体から前記ガスを主成分とする流体を分離装置によって分離する第１工程と、前記分離装置によって分離された前記流体を、輸送管を通して輸送する第２工程と、を備え、前記第２工程では、前記流体に含まれる液滴の少なくとも一部をガスハイドレートとする管理区間を前記輸送管に設け、前記輸送管のうち、前記管理区間に対して下流側に位置する領域では、前記液滴の表面を前記ガスハイドレートによって覆う、または、前記液滴の全体を前記ガスハイドレートにすることを特徴とする。

【0007】

本発明に係るガス輸送システムは、気液混合体から回収されたガスを輸送するガス輸送システムであって、前記気液混合体から前記ガスを主成分とする流体を分離する分離装置と、前記分離装置によって分離された前記流体を輸送する輸送管と、を備え、前記輸送管には、前記流体に含まれる液滴の少なくとも一部をガスハイドレートとする管理区間が設けられ、前記輸送管のうち、前記管理区間に対して下流側に位置する領域では、前記液滴の表面が前記ガスハイドレートによって覆われる、または、前記液滴の全体が前記ガスハイドレートとされることを特徴とする。

【0008】

流体に含まれる液滴の少なくとも一部をガスハイドレートとする管理区間が輸送管に設けられ、輸送管のうち、管理区間に対して下流側に位置する領域では、液滴の表面がガスハイドレートによって覆われる、または、液滴の全体がガスハイドレートとされる。これにより、輸送管のうち、管理区間に対して下流側に位置する領域においては、ガスハイドレートによって覆われていない液滴（自由水）をなくす、あるいは最小限とすることができる。ここで、流体中に、ガスハイドレートが存在しているが、ガスハイドレートによって覆われていない液滴（自由水）が存在していない場合には、ガスハイドレートが輸送管の内面へ付着したり、ガスハイドレートの集塊が生成されたりすることを防止できる。したがって、輸送管のうち、管理区間に対して下流側に位置する領域における、ガスハイドレートの付着や凝集を防止することができ、ガスハイドレートによる圧力損失の増加を防止することができる。この結果、気液混合体から回収されたガスを安定的に輸送することができる。

【0009】

また、本発明に係るガス輸送システムにおいて、前記管理区間の温度を前記分離装置の温度に対して相対的に低くする温度調節装置をさらに備えていてもよい。

【0010】

また、本発明に係るガス輸送システムにおいて、前記温度調節装置は、前記分離装置を加熱する加熱装置であってもよい。

【0011】

また、本発明に係るガス輸送システムにおいて、前記温度調節装置は、前記管理区間を冷却する冷却装置であってもよい。

【0012】

また、本発明に係るガス輸送システムにおいて、前記管理区間は、内径が前記輸送管の他の部分よりも大きくなっている大径部を備えていてもよい。

【0013】

また、本発明に係るガス輸送システムにおいて、前記管理区間には、前記管理区間における流路断面積を狭めて前記管理区間における前記流体の流速を高める流速調整部材が設けられていてもよい。

【0014】

また、本発明に係るガス輸送システムにおいて、前記管理区間の内面には、撥水層が設けられていてもよい。

【0015】

また、本発明に係るガス輸送システムにおいて、前記管理区間に設けられ、前記管理区間の内面に付着したメタンハイドレートを除去する除去装置をさらに備えていてもよい。

【0016】

また、本発明に係るガス輸送システムにおいて、前記輸送管は、本体管と、前記本体管に接続され前記管理区間を形成する管理配管と、を備え、前記管理配管は前記本体管との連通を切り替え可能に複数設けられ、複数の前記管理配管のうちの１つが前記本体管と連通することで前記輸送管が形成されていてもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ガスハイドレートによる圧力損失の増加を防止し、ガスを安定的に輸送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態に係るガス輸送システムの全体図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るガス輸送システムの要部を示す拡大図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る輸送管を示す図である。

【図4】メタンガスの相平衡曲線を示すグラフである。

【図5】輸送管の内面へのメタンハイドレートの付着による圧力損失の増加について説明するための図である。

【図6】メタンハイドレートの集塊による圧力損失の増加について説明するための図である。

【図7】水に対する接触角θとぬれ性との関係について説明するための図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係る管理配管を示す図である。

【図9】本発明の第３実施形態に係る管理配管を示す図である。

【図10】本発明の第４実施形態に係る管理配管及び第１本体管の（ａ）横断面図、（ｂ）（ａ）のＡ－Ａ線断面図、及び（ｃ）（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。

【図11】本発明の第４実施形態の第１変形例に係る管理配管及び第１本体管の（ａ）横断面図、及び（ｂ）（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。

【図12】本発明の第４実施形態の第２変形例に係る管理配管及び第１本体管の（ａ）横断面図、及び（ｂ）（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。

【図13】本発明の第５実施形態に係る輸送管の（ａ）平面図、及び（ｂ）側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（第１実施形態）
以下、図１から図３を参照し、本発明の第１実施形態に係るガス輸送システム１００について説明する。図１は、ガス輸送システム１００の全体図である。図２は、ガス輸送システム１００の要部を示す拡大図である。図３は、ガス輸送システム１００の輸送管２を示す図である。

【0020】

本実施形態に係るガス輸送システム１００は、例えば、メタンハイドレート開発において、海底Ｅ１に掘られた生産井Ｅ２から産出されるメタンガス（ガス）を陸上設備２００まで輸送するために用いられる。

【0021】

図２に示されるように、生産井Ｅ２は、海底Ｅ１から下方に向かって、メタンハイドレート層Ｅ３に到達するよう掘られる。なお、海底Ｅ１の水深は、例えば１０００ｍ程度であり、海底Ｅ１付近の圧力は、例えば１０ＭＰａ程度である。生産井Ｅ２の深さは、例えば３００ｍ程度であり、生産井Ｅ２の底部付近の圧力は、例えば１３ＭＰａ程度である。
メタンハイドレート層Ｅ３におけるメタンハイドレート（ガスハイドレート）を減圧法にて分解することにより、生産井Ｅ２内から生産流体Ａ１を産出する。生産流体Ａ１は、主としてメタンガス（ガス）と水（液体）とにより構成される気液混合体である。

【0022】

ガス輸送システム１００は、生産井Ｅ２から産出される生産流体（気液混合体）Ａ１からメタンガス（ガス）を主成分とする分離流体（流体）Ａ２を分離する分離装置１と、分離装置１と陸上設備２００とを繋ぐ輸送管２とを備える。

【0023】

分離装置１は、セパレータ１０と、排水管１１と、ポンプ１２とを備える。分離装置１は、海底Ｅ１上に配置される海底設備である。

【0024】

セパレータ１０には、生産流体Ａ１が流入管１３を通って流入する。セパレータ１０は、生産流体Ａ１を、メタンガスを主成分とする分離流体Ａ２と、水Ａ３とに分離する。分離流体Ａ２は、セパレータ１０の上部に設けられた排出口から、輸送管２へ排出される。

【0025】

セパレータ１０には、セパレータ１０を加熱するための不図示の加熱装置（温度調節装置）が設けられる。加熱装置によってセパレータ１０を加熱することにより、セパレータ１０の温度が、後述する輸送管２の管理配管２１の温度に対して相対的に高くされている。加熱装置によってセパレータ１０を加熱することにより、セパレータ１０内におけるメタンハイドレートの生成を防止することができる。
例えば、生産井Ｅ２からセパレータ１０内に流入する生産流体Ａ１の圧力が約４ＭＰａＡ以上である場合には、セパレータ１０内の温度が４℃程度であると、メタンハイドレートが生成されてしまう可能性がある。加熱装置により、セパレータ１０内の温度をメタンハイドレートが生成される温度以上に昇温することにより、セパレータ１０内におけるメタンハイドレートの生成を防止することができる。なお、セパレータ１０に、昇温されたセパレータ１０内の温度を保つための断熱材（保温装置）が設けられていてもよい。

【0026】

セパレータ１０によって生産流体Ａ１を分離流体Ａ２と水Ａ３とに分離することにより、分離流体Ａ２に含まれる水の量を低減することができる。しかしながら、分離流体Ａ２には、メタンガスとともに、セパレータ１０により分離しきれなかった液滴（水）も存在している。
分離流体Ａ２に含まれる液滴は、セパレータ１０により、そのサイズが小さく（例えば、最大粒径が数十μｍ程度の液滴）されていることが好ましい。
例えば、セパレータ１０として、バッフルを設けた重力分離タイプのセパレータを使用する場合、分離流体Ａ２に含まれる液滴の大きさは、セパレータ１０内で分離流体Ａ２が排出口に向かう気流の流速に依存する。具体的には、気流の流速が早ければ、大きな液滴となるが、気流の流速が遅ければ、液滴は小さくなる。したがって、分離流体Ａ２が排出口に向かう気流の流速を調整する（遅くする）ことにより、液滴の粒径を小さくすることができる。
あるいは、セパレータ１０として、旋回流により生産流体Ａ１から水塊を除去し、その後に遠心分離により生産流体Ａ１から水滴を排除する機構を使用する場合、遠心分離機構の設計により、液滴の最大粒径を制御することができる。

【0027】

排水管１１は、セパレータ１０の下部に接続される。ポンプ１２は、排水管１１に接続される。生産流体Ａ１から分離された水Ａ３は、排水管１１及びポンプ１２を介して、分離装置１の外部に排出される。

【0028】

輸送管２の一端は、セパレータ１０の排出口と接続されている。セパレータ１０から排出された分離流体Ａ２は、輸送管２に流入する。輸送管２の他端は陸上設備２００に接続されている。分離流体Ａ２におけるメタンガスは、輸送管２を通って陸上設備２００へ輸送される。

【0029】

本実施形態においては、輸送管２に、分離流体Ａ２に含まれる液滴（水）の少なくとも一部をガスハイドレートとする管理区間が設けられる。すなわち、輸送管２は、管理区間を形成する管理配管２１と、セパレータ１０と管理配管２１とを接続する第１本体管２２と、管理配管２１と陸上設備２００とを接続する第２本体管２３とを備える。

【0030】

セパレータ１０から排出された分離流体Ａ２は、まず第１本体管２２に流入する。第１本体管２２内におけるメタンハイドレートの生成を防止するために、第１本体管２２は、断熱材（保温装置）により覆われている。これにより、分離流体Ａ２は、セパレータ１０の加熱装置による昇温状態が維持されたまま（すなわち、分離流体Ａ２の温度がメタンハイドレートが生成される温度以上に保たれたまま）、第１本体管２２内を流通する。分離流体Ａ２は、第１本体管２２から管理配管２１へと流入する。
なお、第１本体管２２を加熱する加熱装置が設けられていてもよい。この場合、例えば、第１本体管２２として二重管を用い、外管もしくは内管に温められた水を流すことにより、第１本体管２２を加熱する。

【0031】

本実施形態においては、管理配管２１（管理区間）においては、分離流体Ａ２に含まれる液滴を積極的にメタンハイドレート化させて、液滴の表面をメタンハイドレートで覆う、または、液滴の全体をメタンハイドレートとする。

【0032】

ここで、図４を参照して、メタンハイドレートの生成環境について説明する。
図４は、メタンガスの相平衡曲線を示す。図４において、横軸はメタンガス、及び水の温度を表し、縦軸はメタンガス、及び水の圧力を表す。
図４において、相平衡曲線Ｌ１よりも圧力が高い、及び／または温度が低い側の領域では、メタンハイドレートが生成される環境となる。例えば、水深１０００ｍの海底Ｅ１は、温度が約４℃（２７７Ｋ）で圧力が約１０．１ＭＰａである状態Ｒ３となり、領域Ｒ１内にある。この状態Ｒ３において、メタンと水が存在すると、メタンは気体ではなくハイドレートとして存在する。また、例えば、輸送管２内の温度が４℃（２７７Ｋ）の場合には、輸送管２内の圧力が約４ＭＰａまで上がると、メタンハイドレートが生成される環境となる。すなわち、輸送管２内の温度が４℃（２７７Ｋ）かつ圧力が約４ＭＰａの状態において、分離流体Ａ２内にメタンガスと水とが存在すると、メタンハイドレートが生成される。
一方、相平衡曲線Ｌ１よりも圧力が低い、及び／または温度が高い側の領域では、メタンハイドレートが生成されない。また、分離流体Ａ２内にメタンハイドレートが存在していたとしても、メタンハイドレートはメタンガスと水とに分解する。

【0033】

次に、図５及び図６を参照し、メタンハイドレートの生成と、圧力損失との関係について説明する。

【0034】

図５は、メタンガスの輸送管３００の内面へのメタンハイドレートの付着による圧力損失の増加について説明するための図である。
図５（ａ）は、メタンハイドレートが輸送管３００の内面に付着していない状態を示す。図５（ａ）においては、輸送管３００内にメタンハイドレートが存在するものの、メタンハイドレートが輸送管３００の内面に付着しておらず、したがってメタンガスが平常通り輸送されている。図５（ｂ）は、メタンハイドレートが輸送管３００の内面に付着した状態を示す。この状態においては、輸送管３００の内面へのメタンハイドレートの付着により、輸送されるメタンガスと輸送管３００の内面との間に発生する摩擦が増加する。したがって、メタンハイドレートに起因する圧力損失が発生する。図５（ｃ）は、メタンハイドレートの輸送管３００の内面への付着により、輸送管３００内の狭窄が進行した状態を示す。この状態においては、輸送管３００内の通気断面が小さくなるため、圧力損失がさらに増加する。

【0035】

図６は、メタンハイドレートの集塊による圧力損失の増加について説明するための図である。メタンハイドレート同士が結合することにより、メタンハイドレートの集塊が生成される。また、輸送管４００の内面に堆積したメタンハイドレートがガス流で吹き飛ばされることでも、ガスともに移送されるメタンハイドレートの大きな集塊が生成される可能性がある。
図６（ａ）においては、輸送管４００内にメタンハイドレートの集塊が存在するものの、メタンハイドレートの集塊は小さくかつ濃度が低いため、メタンガスとともに輸送管４００内を流れている。したがって、メタンガスは平常通り輸送されている。図６（ｂ）は、メタンハイドレートの大きな集塊が生成されたり、またはガスとともに移送される集塊の濃度が高いため、この集塊により輸送管４００内が閉塞した状態を示す。この状態においては、輸送管４００内の通気断面が小さくなるため、圧力損失が増加する。

【0036】

ここで、近年の研究では、メタンハイドレート自身には付着力がないことが判明している。すなわち、メタンガス中に、メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートで覆われた水（以下、単にメタンハイドレートとも称する）が存在しているが、メタンハイドレートで覆われていない水（以下、自由水と称する）が存在していない場合には、メタンハイドレートが輸送管の内面へ付着したり、メタンハイドレートの集塊が生成されたりすることがない。一方で、メタンガス中に、メタンハイドレートと自由水との双方が存在していると、自由水の表面張力が架橋力となり、メタンハイドレートの付着や凝集が起こると考えられる。

【0037】

本実施形態においては、管理区間（管理配管２１）において、分離流体Ａ２に含まれる液滴を積極的にメタンハイドレート化させる。この結果、輸送管２のうち、管理区間（管理配管２１）に対して下流側に位置する第２本体管２３では、液滴の表面がメタンハイドレートによって覆われる、または、液滴の全体がメタンハイドレートとされる。すなわち、管理区間（管理配管２１）に対して下流側に位置する第２本体管２３では、自由水をなくす、あるいは最小限とすることができる。したがって、第２本体管２３における、メタンハイドレートの付着や凝集を防止でき、メタンハイドレートによる圧力損失の増加を防止することができる。

【0038】

なお、管理区間（管理配管２１）は、輸送管２のうち、メタンハイドレートが生成される可能性がある区間の最も上流に設置することが好ましい。例えば、海底パイプラインや埋設パイプラインにおいては、周辺環境の温度が輸送管２に沿ってほぼ一定であり、輸送管２の入口近傍（すなわち、セパレータ１０の排出口近傍）において、輸送管２内の圧力が最も高い。すなわち、輸送管２の入口近傍において、メタンハイドレートが生成される可能性が高くなる。したがって、管理配管２１は、セパレータ１０の排出口に可能な限り近い位置に設けられることが好ましい。

【0039】

図３に戻り、管理配管２１について説明する。管理配管２１は、大径部３１と、大径部３１と第１本体管２２及び第２本体管２３とをそれぞれ接続する一対のテーパ部３２とを備える。

【0040】

大径部３１は、内径が輸送管２の他の部分よりも大きくなっている。なお、輸送管２の他の部分とは、管理配管２１のうち大径部３１以外の部分、並びに第１本体管２２及び第２本体管２３のうち、管理配管２１と隣接している所定の長さ（例えば、管理配管２１と同等の長さ）の部分を意味する。大径部３１においては、流路断面積が拡がるため、分離流体Ａ２の流速が遅くなる。

【0041】

管理配管２１には、管理配管２１を冷却するための冷却装置（温度調節装置）が設けられる。冷却装置によって管理配管２１を冷却することにより、管理配管２１の温度が、セパレータ１０の温度に対して相対的に低くされている。冷却装置として、例えば、管理配管２１と周辺の海水との熱交換により、管理配管２１内の分離流体Ａ２を冷却する機構が採用される。本実施形態においては、管理配管２１と周辺の海水との熱交換の効率を上げるために、管理配管２１の外面に、冷却装置の一つとしてフィン３３が設けられる。フィン３３により、外圧による管理配管２１の座屈も防止できる。また、管理配管２１を効率的に冷却するために、管理配管２１として、外部被覆がされていない鋼管を用いてもよい。

【0042】

冷却装置として、管理配管２１を外側から冷却する機構を設けてもよい。
冷却装置として、管理配管２１の少なくとも一部を二重管とし、外管もしくは内管に冷水を流すことにより、管理配管２１を冷却する構造を設けてもよい。
冷却装置として、管理配管２１の上流側に圧力調節弁を設けてもよい。この場合、圧力調節弁によって圧力調節弁よりも下流側における管理配管２１内の圧力を下げることにより、分離流体Ａ２に含まれるメタンガスを断熱膨張させる。これにより分離流体Ａ２が冷却される。

【0043】

また、管理配管２１の内面には、撥水層が設けられている。撥水層として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（いわゆるテフロン（登録商標））などのフッ素樹脂のコーティングが用いられる。

【0044】

管理配管２１に対して下流側に位置する第２本体管２３では、分離流体Ａ２に含まれる液滴が十分な厚さのメタンハイドレートで覆われている必要がある。なお、十分な厚さのメタンハイドレートとは、液滴を覆うメタンハイドレートが、メタンガスとともに輸送される中で壊れない程度に十分成長していることを意味する。すなわち、管理配管２１において、分離流体Ａ２に含まれる液滴を覆うメタンハイドレートが十分に成長する時間、分離流体Ａ２を滞留させる必要がある。例えば、管理配管２１内がメタンハイドレートの生成環境にある場合には、液滴の表面を覆うメタンハイドレートは数秒程度で生成される。なお、メタンハイドレートの成長が進み、液滴の中心部までメタンハイドレートが成長すると、液滴の全体がメタンハイドレートとなる。

【0045】

管理配管２１の長さは、分離流体Ａ２が管理配管２１内に滞留する時間（すなわち、分離流体Ａ２に含まれる液滴を覆うメタンハイドレートが十分に成長する時間）を考慮して設定される。
一方で、経済的な観点からは、管理配管２１の長さを短くすることが好ましい。管理配管２１の長さを短くするために、以下の３つの方策が考えられる。

【0046】

第１に、管理配管２１の温度を下げることが考えられる。本実施形態においては、管理配管２１に、管理配管２１を冷却する冷却装置が設けられる。これにより、メタンハイドレートの生成及び成長が促進され、メタンハイドレートが十分に成長する時間を短縮することができる。したがって、分離流体Ａ２が管理配管２１内に滞留する時間を短縮することができ、管理配管２１の長さを短くすることができる。

【0047】

第２に、分離流体Ａ２に含まれる液滴のサイズを小さくすることが考えられる。本実施形態においては、セパレータ１０により、分離流体Ａ２に含まれる液滴のサイズが小さく（例えば、液滴の最大粒径が数十μｍ程度）される。
液滴の表面で生成されるメタンハイドレートは１秒間で数～数１０μｍに達するため、分離流体Ａ２に含まれる液滴の最大粒径が例えば２０μｍである場合、数秒で液滴のほぼ全体をメタンハイドレートとすることが可能である。このように、分離流体Ａ２に含まれる液滴のサイズを小さくすることにより、より短い時間で、メタンハイドレートを十分に成長させることができる。したがって、分離流体Ａ２が管理配管２１内に滞留する時間を短縮することができ、管理配管２１の長さを短くすることができる。

【0048】

なお、分離流体Ａ２に含まれる液滴は、分離流体Ａ２の流れに乗って管理配管２１内を流通するが、液滴のサイズが大きいと、液滴は自身の重力によって管理配管２１の底部に集まりやすくなる。この場合、管理配管２１の底部の水分濃度が、頂部の水分濃度に比べて高くなり、水分濃度の高い管理配管２１の底部において、液滴同士の衝突により、メタンハイドレートの集塊が生成されてしまう可能性が高まる。一方で、液滴のサイズが小さいと、液滴が分離流体Ａ２の流れによって攪拌されるため、管理配管２１の内部の水分濃度を均一化することができる。したがって、分離流体Ａ２に含まれる液滴のサイズを小さくすることにより、メタンハイドレートの集塊の生成を防ぐこともできる。

【0049】

第３に、分離流体Ａ２の流速を遅くすることにより、分離流体Ａ２が管理配管２１内に滞留する時間を稼ぐことが考えられる。本実施形態においては、管理配管２１に大径部３１が設けられる。
例えば、生産井Ｅ２において１本あたりから生産されるメタンガスのレートが１０万Ｓｍ^３／日であると想定すると、管理配管２１の管径が４インチであり、管理配管２１の板厚が１０ｍｍであり、管理配管２１内の圧力が５ＭＰａＡの場合、管理配管２１内の分離流体Ａ２の流速は４．２４ｍ／ｓとなる。分離流体Ａ２が管理配管２１内に滞留する時間を５秒とした場合、分離流体Ａ２の流速が４．２４ｍ／ｓであれば、管理配管２１の長さは２２ｍ必要となる。一方で、管理配管２１の管径を５インチ（板厚１０ｍｍ）に増加させた場合、管理配管２１内の分離流体Ａ２の流速は２．４７ｍ／ｓまで遅くなる。分離流体Ａ２が管理配管２１内に滞留する時間を５秒とした場合、分離流体Ａ２の流速が２．４７ｍ／ｓであれば、管理配管２１の長さを１３ｍまで短縮することができる。

【0050】

なお、管理区間（管理配管２１）においては、メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴とともに、未だメタンハイドレートに覆われていない液滴（自由水）も存在する。したがって、自由水の表面張力が架橋力となり、メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が、管理配管２１の内面に付着する可能性がある。
メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が、管理配管２１の内面に付着することを防止するための方策について以下に説明する。

【0051】

本実施形態においては、管理配管２１の内面に撥水層が設けられている。撥水層としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（いわゆるテフロン（登録商標））のコーティングが用いられる。ポリテトラフルオロエチレンは、水に対する接触角が１１４度と大きい材質である。
図７は、水に対する接触角θとぬれ性との関係について説明するための図である。図７に示されるように、水に対する接触角θが小さいと、ぬれがよく（弾きが悪く）なる。一方、水に対する接触角θが大きいと、ぬれが悪く（弾きがよく）なる。水に対する接触角θが大きい撥水層を管理配管２１の内面に施すことにより、管理配管２１の内面に付着しようとする自由水を弾き、分離流体Ａ２の流れによって吹き飛ばすことができる。この結果、管理配管２１の内面へのメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴の付着を防止することができる。

【0052】

次に、本実施形態におけるガス輸送方法について説明する。
まず、メタンハイドレート層Ｅ３におけるメタンハイドレートを減圧法にて分解することにより、生産井Ｅ２内から生産流体Ａ１を産出する。
生産流体Ａ１は、流入管１３を介して分離装置１に流入する。分離装置１のセパレータ１０により、生産流体Ａ１を分離流体Ａ２と水Ａ３とに分離する。すなわち、生産流体Ａ１からメタンガスを主成分とする分離流体Ａ２をセパレータ１０によって分離する（第１工程）。なお、第１工程では、セパレータ１０により、分離流体Ａ２に含まれる液滴のサイズが小さく（例えば、液滴の最大粒径が数十μｍ程度）されている。水Ａ３は、排水管１１及びポンプ１２を介して、分離装置１の外部に排出される。
分離流体Ａ２は、セパレータ１０から輸送管２へ排出される。分離流体Ａ２に含まれるメタンガスは、輸送管２を通して陸上設備２００まで輸送される（第２工程）。第２工程では、管理区間（管理配管２１）において、分離流体Ａ２に含まれる液滴の少なくとも一部をメタンハイドレートとする。輸送管２のうち、管理区間（管理配管２１）に対して下流側に位置する第２本体管２３では、液滴の表面がメタンハイドレートによって覆われる、または、液滴の全体がメタンハイドレートとされる。

【0053】

本実施形態においては、分離流体Ａ２に含まれる液滴の少なくとも一部をメタンハイドレートとする管理区間（管理配管２１）が輸送管２に設けられ、輸送管２のうち、管理区間（管理配管２１）に対して下流側に位置する第２本体管２３では、液滴の表面がメタンハイドレートによって覆われる、または、液滴の全体がメタンハイドレートとされる。これにより、第２本体管２３における自由水をなくす、あるいは最小限とすることができる。したがって、第２本体管２３における、メタンハイドレートの凝集や付着を防止することができ、メタンハイドレートによる圧力損失の増加を防止することができる。この結果、メタンガスを安定的に輸送することができる。また、本実施形態においては、ハイドレートインヒビター等の注入が不要であるため、従来よりも費用を抑えつつ、メタンハイドレートによる圧力損失の増加を防ぐことができる。

【0054】

また、本実施形態においては、分離装置１のセパレータ１０を加熱する加熱装置が設けられている。加熱装置によってセパレータ１０内の温度をメタンハイドレートが生成される温度以上に昇温することにより、セパレータ１０内におけるメタンハイドレートの生成を防止することができる。

【0055】

また、本実施形態においては、管理配管２１を冷却する冷却装置が設けられている。冷却装置によって管理配管２１内の温度を下げることにより、管理配管２１において、分離流体Ａ２に含まれる液滴へのメタンハイドレートの生成及び成長を促進することができる。

【0056】

また、本実施形態においては、管理配管２１が大径部３１を備えている。大径部３１においては、流路断面積が拡がるため、分離流体Ａ２の流速が遅くなる。したがって、分離流体Ａ２が管理配管２１内に滞留する時間（すなわち、分離流体Ａ２に含まれる液滴を覆うメタンハイドレートが十分に成長する時間）を確保することができる。

【0057】

（第２実施形態）
以下、図８を参照して本発明の第２実施形態を説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図８は、本実施形態に係る管理配管２１Ａを示す図である。

【0058】

管理配管２１Ａは、大径部３１と、テーパ部３２と、フィン３３と、縮径部３４とを備える。縮径部３４の内径は、大径部３１よりも小さくなっている。さらに、縮径部３４の内径は、第１本体管２２及び第２本体管２３よりも小さい。テーパ部３２は、大径部３１と縮径部３４とを接続する。縮径部３４は、管理配管２１Ａにおいて最も上流側に配置される。縮径部３４は、大径部３１よりも上流側に配置される。縮径部３４においては、流路断面積が狭まるため、分離流体Ａ２の流速が速くなっている。

【0059】

管理配管２１Ａの特に上流部においては、メタンハイドレートに覆われた液滴とともに、未だメタンハイドレートに覆われていない液滴（自由水）も存在するため、メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が、管理配管２１Ａの内面に付着する可能性がある。縮径部３４によって分離流体Ａ２の流速を高めることにより、管理配管２１Ａの内面に付着したメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴を分離流体Ａ２の流れによって吹き飛ばす。これにより、メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴の管理配管２１Ａの内面への付着を防止することができる。

【0060】

（第３実施形態）
以下、図９を参照して本発明の第３実施形態を説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図９は、本実施形態に係る管理配管２１Ｂを示す図である。

【0061】

本実施形態においては、管理配管２１Ｂの大径部３１の上流部に、整流器（流速調整部材）３５が設けられる。整流器３５により、大径部３１における流路断面積を狭めて、分離流体Ａ２の流速を高めるとともに、管理配管２１Ｂに流入する分離流体Ａ２の流れを管理配管２１Ｂの内面近傍に集中させる。これにより、管理配管２１Ｂの内面に付着したメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴を分離流体Ａ２の流れによって吹き飛ばす。したがって、メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴の管理配管２１Ｂの内面への付着を防止することができる。

【0062】

（第４実施形態）
以下、図１０を参照して本発明の第４実施形態を説明する。なお、本実施形態においては、第２実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図１０は、本実施形態に係る管理配管２１Ａ及び第１本体管２２の（ａ）横断面図、（ｂ）（ａ）のＡ－Ａ線断面図、及び（ｃ）（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。

【0063】

管理配管２１Ａは、大径部３１と、テーパ部３２と、フィン３３と、縮径部３４とを備える。管理配管２１Ａのうち、縮径部３４において、分離流体Ａ２に含まれる液滴を覆うメタンハイドレートが生成される。また、管理配管２１Ａのうち、縮径部３４よりも下流側（すなわち、テーパ部３２及び大径部３１）において、分離流体Ａ２に含まれる液滴を覆うメタンハイドレートが成長し、メタンハイドレートが安定化する。
すなわち、管理配管２１Ａのうち、縮径部３４は、分離流体Ａ２に含まれる液滴を覆うメタンハイドレートが生成される生成区間を形成する。また、管理配管２１Ａのうち、テーパ部３２及び大径部３１は、分離流体Ａ２に含まれる液滴を覆うメタンハイドレートが安定化する安定化区間を形成する。

【0064】

ここで、生成区間においては、メタンハイドレートに覆われた液滴とともに、未だメタンハイドレートに覆われていない液滴（自由水）が存在する。したがって、生成区間において、メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が、管理配管２１Ａの内面に付着する可能性が高い。
本実施形態においては、生成区間における管理配管２１Ａの内面（縮径部３４の内面）に付着したメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴を除去する除去装置４が設けられる。

【0065】

除去装置４は、シャフト４１と、インペラ４２と、軸受４３と、上流側支持部４４Ａと、下流側支持部４４Ｂと、ブラシ（除去部材）４５と、を備えている。

【0066】

図１０（ａ）に示されるように、シャフト４１は、第１本体管２２及び管理配管２１Ａに挿通される。シャフト４１は、上流側支持部４４Ａ及び下流側支持部４４Ｂにより回転可能に支持されている。シャフト４１の一端部には、インペラ４２が取り付けられている。

【0067】

図１０（ａ）及び１０（ｂ）に示されるように、インペラ４２及び上流側支持部４４Ａは、第１本体管２２内に設けられる。すなわち、インペラ４２及び上流側支持部４４Ａは、輸送管２のうち、管理区間（管理配管２１Ａ）よりも上流側に配置される。インペラ４２は、第１本体管２２内を流通する分離流体Ａ２の流れを動力源として回転力を得て、シャフト４１を軸線回りに回転させる。
なお、第１本体管２２は、断熱材（保温装置）により覆われているため、第１本体管２２内におけるメタンハイドレートの生成が防止されている。したがって、インペラ４２及び上流側支持部４４Ａへのメタンハイドレートの付着を防ぐことができる。

【0068】

軸受４３及び下流側支持部４４Ｂは、大径部３１内に設けられる。すなわち、軸受４３及び下流側支持部４４Ｂは、管理配管２１のうち、生成区間（縮径部３４）よりも下流側に位置する安定化区間に配置される。安定化区間においては、分離流体Ａ２に含まれる液滴のほとんどがメタンハイドレートで覆われており、自由水（未だメタンハイドレートに覆われていない液滴）がほとんど存在していない。したがって、軸受４３及び下流側支持部４４Ｂへのメタンハイドレートの付着を防ぐことができる。

【0069】

なお、軸受４３及び下流側支持部４４Ｂは省略されていてもよい。例えば、上流側支持部４４Ａをシャフト４１の軸方向に複数設け、モーメント反力が取れる状態（キャンチレバー構造）とすることで、下流側支持部４４Ｂを省略しても、上流側支持部４４Ａによりシャフト４１を支持することが可能となる。

【0070】

ブラシ４５は、シャフト４１に取り付けられる。ブラシ４５は、管理区間（管理配管２１Ａ）のうち、生成区間（縮径部３４）に設けられる。ブラシ４５は、生成区間（縮径部３４）における、シャフト４１の軸方向における全域に亘って設けられる。ブラシ４５は、シャフト４１と共に、シャフト４１の軸線回りに回転する。

【0071】

図１０（ａ）及び１０（ｃ）に示されるように、ブラシ４５は、周方向（シャフト４１の軸線回りに周回する方向）に間隔を空けて配置される複数（本実施形態においては２つ）の毛列を備える。ブラシ４５のそれぞれの毛列は、シャフト４１の軸方向に配列される多数の毛により構成される。ブラシ４５の毛は、シャフト４１から縮径部３４の内面に向かって延びる。ブラシ４５による縮径部３４の内面の摩耗を防ぐため、ブラシ４５の毛の先端と縮径部３４の内面との間には僅かな隙間が形成される。ブラシ４５の複数の毛列は、複数の毛列の遠心力が互いに相殺されるように配置される。例えば、ブラシ４５の複数の毛列は、周方向に等間隔に配置される。これにより、シャフト４１に偏心力が作用することを防止できる。

【0072】

メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が縮径部３４の内面に付着し、所定の高さ（ブラシ４５の毛の先端と縮径部３４の内面との隙間以上の高さ）まで積層すると、ブラシ４５によって、積層されたメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が除去される。
なお、ブラシ４５の毛の先端が縮径部３４の内面に接触するように設けられていてもよい。この場合、ブラシ４５の毛の固さは、縮径部３４の内面のコーティングを磨滅させない程度に調整されることが好ましい。

【0073】

本実施形態においては、管理配管２１の内面に付着したメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴を、除去装置４のブラシ４５によって除去することができる。

【0074】

なお、除去部材として、ブラシ４５以外の構成を用いてもよい。
例えば、図１１に第４実施形態の第１変形例として示すように、除去部材として、複数のポール４６が設けられていてもよい。図１１は、第１変形例に係る管理配管２１Ａ及び第１本体管２２の（ａ）横断面図、及び（ｂ）（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。

【0075】

複数（本変形例においては２つ）のポール４６は、周方向に間隔を空けて設けられている。ポール４６は、縮径部３４内において、シャフト４１の軸方向に延びる。より詳細には、ポール４６は、縮径部３４内において、ポール４６と縮径部３４の内面との間に僅かな隙間が空くように設けられ、縮径部３４の内面に沿って配置される。ポール４６は、生成区間（縮径部３４）における、シャフト４１の軸方向における全域に亘って設けられる。ポール４６は、縮径部３４に対して上流側及び下流側（すなわち、第１本体管２２内及びテーパ部３２内）においては、その端部がシャフト４１に近づくように、シャフト４１の軸方向に対して傾斜する。ポール４６の両端部は、縮径部３４に対して上流側及び下流側において、シャフト４１と接合されている。ポール４６は、シャフト４１と共に、シャフト４１の軸線回りに回転する。

【0076】

複数のポール４６は、複数のポール４６の遠心力が互いに相殺されるように配置される。例えば、複数のポール４６は、周方向に等間隔に配置される。これにより、シャフト４１に偏心力が作用することを防止できる。

【0077】

メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が縮径部３４の内面に付着し、所定の高さ（ポール４６と縮径部３４の内面との隙間以上の高さ）まで積層すると、ポール４６によって、積層されたメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が除去される。

【0078】

ポール４６は、シャフト４１から離れて配置されるため、シャフト４１の回転に伴いポール４６が回転する際の、ポール４６の周方向の移動速度は速い。また、ポール４６の径は小さく曲率は大きいため、ポール４６に自由水やメタンハイドレートが付着しにくい。
したがって、ポール４６自身へのメタンハイドレートの付着を防止しつつ、管理配管２１の内面に付着したメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴を、除去装置４のポール４６によって除去することができる。

【0079】

また、図１２に第４実施形態の第２変形例として示すように、除去部材として、ブラシ４５に代わり、ワイヤー４７が設けられていてもよい。図１２は、第２変形例に係る管理配管２１Ａ及び第１本体管２２の（ａ）横断面図、及び（ｂ）（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。

【0080】

本変形例においては、２つのワイヤー４７が、周方向に間隔を空けて設けられている。ワイヤー４７は、縮径部３４内において、シャフト４１の軸方向に延びる。より詳細には、ワイヤー４７は、縮径部３４内において、ワイヤー４７と縮径部３４の内面との間に僅かな隙間が空くように設けられ、縮径部３４の内面に沿って配置される。ワイヤー４７は、生成区間（縮径部３４）における、シャフト４１の軸方向における全域に亘って設けられる。ワイヤー４７は、縮径部３４に対して上流側及び下流側（すなわち、第１本体管２２内及びテーパ部３２内）においては、その端部がシャフト４１に近づくように、シャフト４１の軸方向に対して傾斜する。２つのワイヤー４７は、その両端部において互いに結合されている。これにより、２つのワイヤー４７がループ状に形成される。
２つのワイヤー４７は、一対の保持部材４８により、ループ形状が保たれた状態で保持される。保持部材４８として、例えば、ワイヤー４７の延在方向の変更点においてワイヤー４７を支持する偏向材が用いられる。保持部材４８は、シャフト４１に取り付けられている。ワイヤー４７及び保持部材４８は、シャフト４１と共に、シャフト４１の軸線回りに回転する。

【0081】

２つのワイヤー４７は、２つのワイヤー４７の遠心力が互いに相殺されるように配置される。例えば、２つのワイヤー４７は、周方向に等間隔に配置される。これにより、シャフト４１に偏心力が作用することを防止できる。

【0082】

メタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が縮径部３４の内面に付着し、所定の高さ（ワイヤー４７と縮径部３４の内面との隙間以上の高さ）まで積層すると、ワイヤー４７によって、積層されたメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴が除去される。

【0083】

ワイヤー４７は、シャフト４１から離れて配置されるため、シャフト４１の回転に伴いワイヤー４７が回転する際の、ワイヤー４７の周方向の移動速度は速い。また、ワイヤー４７の径は小さく曲率は大きいため、ワイヤー４７に自由水やメタンハイドレートが付着しにくい。
したがって、ワイヤー４７自身へのメタンハイドレートの付着を防止しつつ、管理配管２１の内面に付着したメタンハイドレート、及び／またはメタンハイドレートに覆われた液滴を、除去装置４のワイヤー４７によって除去することができる。

【0084】

また、本変形例においては、保持部材４８の少なくとも１つ（本変形例においては上流側の保持部材４８）が滑車構造となっており、この保持部材４８に垂直軸のインペラ４９が取り付けられている。なお、縮径部３４よりも上流側に配置される保持部材４８が滑車構造とされることが好ましい。インペラ４９は、第１本体管２２内を流通する分離流体Ａ２の流れを動力源として回転する。インペラ４９の回転により、ループ状に形成された２つワイヤー４７は、図１２（ａ）における矢印に沿って周回する。すなわち、ループ状に形成された２つワイヤー４７は、第１本体管２２側から、縮径部３４の内面に沿って移動してテーパ部３２側へ到達し、また、テーパ部３２側から、縮径部３４の内面に沿って移動して第１本体管２２側へ到達するように周回する。
仮に縮径部３４内やテーパ部３２内においてワイヤー４７にメタンハイドレートが付着したとしても、ワイヤー４７の回転によりメタンハイドレートが付着した部分が第１本体管２２内に到達すると、ワイヤー４７に付着したメタンハイドレートが分解される。したがって、ワイヤー４７へのメタンハイドレートの堆積を防止することができる。

【0085】

（第５実施形態）
以下、図１３を参照して本発明の第５実施形態を説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。図１３は、本実施形態に係る輸送管２の（ａ）平面図、及び（ｂ）側面図である。

【0086】

本実施形態においては、複数の管理配管２１が設けられており、それぞれの管理配管２１と第１本体管２２及び第２本体管２３との連通が切り替え可能となっている。また、複数の管理配管２１のうちの１つが第１本体管２２及び第２本体管２３と連通されることで輸送管２が形成される。

【0087】

図１３（ａ）に示されるように、複数の管理配管２１の一端同士は、ヘッダー管５０Ａにより互いに接続されている。複数の管理配管２１の他端同士は、ヘッダー管５０Ｂにより互いに接続されている。
複数の管理配管２１の一端は、ヘッダー管５０Ａを介して、第１本体管２２に接続されている。複数の管理配管２１の他端は、ヘッダー管５０Ｂを介して、第１本体管２２に接続されている。

【0088】

ヘッダー管５０Ａには、第１本体管２２と管理配管２１との連通を許容／遮断するためのバルブ５１Ａが、管理配管２１毎に設けられている。ヘッダー管５０Ｂには、管理配管２１と第２本体管２３との連通を許容／遮断するためのバルブ５１Ｂが、管理配管２１毎に設けられている。バルブ５１Ａ及びバルブ５１Ｂの開閉を制御することにより、複数の管理配管２１のうち、第１本体管２２及び第２本体管２３と連通する管理配管２１を切り替え可能となっている。

【0089】

図１３（ｂ）に示されるように、ヘッダー管５０Ａには、放圧ノズル５２が設けられている。管理配管２１は、上流側から下流側に向かって低くなるように、水平方向に対して傾斜して配置される。管理配管２１の下流側には、排水ノズル５３が設けられている。排水ノズル５３は、管理配管２１の底部に設けられている。

【0090】

本実施形態においては、管理配管２１の内面にメタンハイドレートが付着した場合に、使用する管理配管２１を切り替えることができる。
また、使用する管理配管２１を切り替えた後に、メタンハイドレートが付着した管理配管２１の放圧ノズル５２のバルブを開けることにより、管理配管２１内の圧力を減圧し、管理配管２１の内面に付着したメタンハイドレートを水とメタンガスとに分解する。これにより、管理配管２１の内面へのメタンハイドレートの付着を解消し、管理配管２１を再度利用することができる。
なお、管理配管２１は上流側から下流側に向かって低くなるように傾斜するため、メタンハイドレートの分解により生成された水は管理配管２１の下流側へと流れる。排水ノズル５３のバルブを開けることにより、メタンハイドレートの分解により生成された水を、排水ノズル５３を通って管理配管２１の外部に排水する。これにより、メタンハイドレートの分解により生成された水が管理配管２１に溜まり、メタンハイドレートが再生成されてしまうことを防止できる。また、メタンハイドレートの分解により生成された水が下流側（ヘッダー管５０Ｂ及び第２本体管２３）へと流れ込むことを防止できる。

【0091】

なお、本発明は、図面を参照して説明した上記実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上述の実施形態においては、ガス輸送システム及び輸送方法が、海底Ｅ１に掘られた生産井Ｅ２から産出されるメタンガスを陸上設備２００まで輸送するために用いられる例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られず、本発明のガス輸送システム及び輸送方法は、陸上のガス田開発において、井戸から出てきたガスを埋設管を通して輸送する際に用いられてもよい。

【0092】

また、本実施形態においては、分離装置１のセパレータ１０を加熱する加熱装置が設けられている。しかしながら、セパレータ１０の周辺環境が、メタンハイドレートの生成環境から外れている場合には、加熱装置は省略されていてもよい。同様に、セパレータ１０や第１本体管２２に設けられる保温装置は省略されていてもよい。

【0093】

また、本実施形態においては、管理配管２１に、管理配管２１を冷却する冷却装置が設けられている。しかしながら、管理配管２１の周辺環境が、メタンハイドレートの生成環境となっている場合には、冷却装置は省略されていてもよい。

【0094】

また、本実施形態においては、管理配管２１が大径部３１及びテーパ部３２を備えている。しかしながら、管理配管２１が大径部３１及びテーパ部３２を備えず、管理配管２１が第１本体管２２や第２本体管２３と同等の内径を有していてもよい。

【0095】

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0096】

１…分離装置、２…輸送管、４…除去装置、１０…セパレータ、２１，２１Ａ，２１Ｂ…管理配管、２２…第１本体管、２３…第２本体管、３１…大径部、３２…テーパ部、３３…フィン（冷却装置）、３４…縮径部、３５…整流器（流速調整部材）、１００…ガス輸送システム、２００…陸上設備、Ａ１…生産流体（気液混合体）、Ａ２…分離流体（流体）、Ａ３…水（液体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】